Blog về công ty Infineon BTN9970LV tích hợp High Current Half-Bridge với Kháng đường thấp cho động cơ lái xe

Infineon BTN9970LV Cầu Chì Bán Phần Dòng Điện Cao Tích Hợp Với Điện Trở Đường Dẫn Thấp Cho Ứng Dụng Truyền Động Động Cơ

Công ty TNHH Điện tử Thâm Quyến Mingjiada, với tư cách là nhà cung cấp linh kiện điện tử chuyên nghiệp, hiện cung cấp Infineon BTN9970LV trình điều khiển cầu bán phần dòng điện cao tích hợp. Sản phẩm sáng tạo này thuộc dòng Infineon MOTIX™ NovalithIC+, được thiết kế đặc biệt cho các ứng dụng truyền động động cơ có nhu cầu cao. Nó tích hợp các công nghệ tiên tiến và các tính năng bảo vệ, làm cho nó phù hợp với nhiều lĩnh vực khác nhau như điện tử ô tô, tự động hóa công nghiệp và điện tử tiêu dùng.

BTN9970LV Tổng quan về sản phẩm và các tính năng cốt lõi

BTN9970LV là trình điều khiển cầu bán phần tích hợp thông minh, đại diện cho những tiến bộ mới nhất trong công nghệ truyền động động cơ. Là bản nâng cấp trực tiếp cho dòng BTN89xx, BTN9970LV tích hợp MOSFET phía cao kênh P, MOSFET phía thấp kênh N và IC trình điều khiển thông minh vào một gói PG-HSOF-7 nhỏ gọn (7×8mm²), cung cấp một giải pháp tích hợp cao. Thiết kế sáng tạo này không chỉ giảm đáng kể không gian PCB (giảm 60% so với thế hệ trước) mà còn tăng cường độ tin cậy của hệ thống, giảm số lượng linh kiện bên ngoài và đơn giản hóa độ phức tạp của việc lắp ráp.

Tính năng kỹ thuật đáng chú ý nhất của BTN9970LV là điện trở đường dẫn cực thấp của nó. Nhờ công nghệ MOSFET tiên tiến của Infineon và quy trình làm mỏng chip sáng tạo, BTN9970LV đạt được điện trở đường dẫn điển hình chỉ 9,7mΩ ở 25°C (tối đa 18,1mΩ ở 150°C). Điều này thể hiện sự giảm 47% so với thế hệ trước, chuyển thành tổn thất dẫn điện thấp hơn và hiệu suất cao hơn, làm cho nó đặc biệt phù hợp với các ứng dụng động cơ yêu cầu hoạt động kéo dài. Điện trở đường dẫn thấp hơn trực tiếp chuyển thành giảm sinh nhiệt, cho phép hệ thống xử lý dòng điện cao hơn trong cùng một kích thước hoặc đạt được thiết kế nhỏ gọn hơn ở cùng một dòng điện.

Trình điều khiển cầu bán phần BTN9970LV cũng ấn tượng không kém:

Dải điện áp hoạt động rộng: 8V đến 18V (với điện áp thoáng tối đa là 40V), hoàn toàn phù hợp với các hệ thống 12V ô tô và các ứng dụng công nghiệp

Khả năng truyền động dòng điện cao: Dòng điện đầu ra đỉnh lên đến 60A (giới hạn tối thiểu), đáp ứng nhu cầu của hầu hết các truyền động động cơ từ nhỏ đến vừa

Dòng tĩnh cực thấp: Tối đa chỉ 3,3µA ở 85°C, giảm đáng kể mức tiêu thụ điện năng ở chế độ chờ

Đặc tính chuyển mạch được tối ưu hóa: Cung cấp tám tốc độ chuyển mạch có thể lựa chọn, cho phép các kỹ sư cân bằng hiệu suất EMI và tổn thất chuyển mạch theo yêu cầu ứng dụng

Ưu điểm kỹ thuật và thiết kế sáng tạo

Trình điều khiển cầu bán phần BTN9970LV tích hợp nhiều công nghệ được cấp bằng sáng chế của Infineon, giúp nó nổi bật trong các ứng dụng điều khiển động cơ. Thiết bị sử dụng công nghệ NovalithIC+ của Infineon, một giải pháp tiên tiến được phát triển đặc biệt để tích hợp nguồn. Bằng cách đạt được sự tích hợp ba chiều của MOSFET phía cao và phía thấp với IC trình điều khiển trong một gói duy nhất, nó đạt được mật độ năng lượng và mức hiệu suất chưa từng có. Mức độ tích hợp cao này không chỉ đơn giản hóa thiết kế hệ thống mà còn tăng cường độ tin cậy, vì các kết nối bên trong ngắn hơn và đáng tin cậy hơn so với định tuyến PCB truyền thống.

Thiết kế của MOSFET phía cao kênh P là điểm nổi bật chính của BTN9970LV. Các thiết kế cầu bán phần truyền thống sử dụng MOSFET kênh N làm công tắc phía cao yêu cầu bơm sạc bổ sung để cung cấp điện áp truyền động cổng đủ, điều này không chỉ làm tăng độ phức tạp của hệ thống mà còn có thể gây ra các vấn đề về nhiễu điện từ (EMI). BTN9970LV giải quyết vấn đề này một cách hoàn hảo với MOSFET phía cao kênh P của nó—nó đạt được hoạt động chuyển mạch đầy đủ mà không cần bơm sạc, do đó đơn giản hóa thiết kế mạch và giảm EMI. Sự đổi mới này làm cho BTN9970LV đặc biệt phù hợp với điện tử ô tô và các ứng dụng thiết bị y tế nhạy cảm với EMI.

Về hiệu suất nhiệt, BTN9970LV sử dụng công nghệ xếp chồng chip và đóng gói tiên tiến của Infineon. Các chip MOSFET bên trong thiết bị trải qua quá trình xử lý làm mỏng đặc biệt và nhiệt được dẫn hiệu quả đến vỏ gói thông qua thiết kế đường dẫn nhiệt được tối ưu hóa. Bản thân gói PG-HSOF-7 có các đặc tính nhiệt tuyệt vời, cho phép xử lý công suất cao trong một kích thước nhỏ gọn. Trong các ứng dụng thực tế, ngay cả trong điều kiện tải cao, BTN9970LV vẫn duy trì nhiệt độ hoạt động thấp, do đó kéo dài tuổi thọ và tăng cường độ tin cậy của hệ thống.

Các tính năng chẩn đoán và bảo vệ là một ưu điểm quan trọng khác phân biệt BTN9970LV với các giải pháp rời rạc truyền thống. Thiết bị tích hợp các cơ chế bảo vệ toàn diện, bao gồm:

Bảo vệ quá dòng: tự động tắt khi dòng điện vượt quá ngưỡng đặt trước (60A) để ngăn ngừa hư hỏng thiết bị

Bảo vệ quá nhiệt: kích hoạt tắt máy khi nhiệt độ mối nối vượt quá giới hạn an toàn (thường là 150°C)

Khóa điện áp thấp (UVLO): đảm bảo không có hoạt động không mong muốn xảy ra khi điện áp nguồn không đủ

Đầu ra chỉ báo trạng thái: Cung cấp phản hồi về phát hiện dòng điện, nhiệt độ và tốc độ chuyển đổi để theo dõi hệ thống và chẩn đoán lỗi

Tất cả các chức năng bảo vệ này đều được tích hợp bên trong chip, cung cấp thời gian phản hồi nhanh hơn và đáng tin cậy hơn so với các mạch bảo vệ được triển khai bên ngoài, giảm đáng kể rủi ro hỏng hóc hệ thống. Đối với các ứng dụng ô tô và công nghiệp, khả năng ‘tự bảo vệ’ tích hợp này đặc biệt quan trọng, tăng cường đáng kể độ bền tổng thể của hệ thống.

Các kịch bản ứng dụng điển hình

Tính linh hoạt và độ tin cậy cao của trình điều khiển cầu bán phần BTN9970LV khiến nó trở thành lựa chọn lý tưởng cho nhiều ứng dụng truyền động động cơ. Trong lĩnh vực điện tử ô tô, thiết bị này đặc biệt phù hợp với các hệ thống điều khiển động cơ DC chổi than 12V, được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng như cửa hậu điện, cửa trượt, điều chỉnh ghế, bơm nhiên liệu và quạt HVAC. Các ứng dụng này có chung yêu cầu là đạt được độ tin cậy và hiệu quả cao trong việc điều khiển động cơ trong không gian hạn chế, đây chính xác là ý định thiết kế của BTN9970LV. Theo dữ liệu chính thức từ Infineon, dòng sản phẩm tiền nhiệm của nó, BTN89xx, đã cung cấp hơn 500 triệu chiếc trên toàn cầu trong thị trường ô tô kể từ năm 2015, xác nhận đầy đủ tính trưởng thành và độ tin cậy của kiến trúc này.

Trong lĩnh vực tự động hóa công nghiệp, BTN9970LV có thể được sử dụng trong các công cụ điện khác nhau, truyền động khớp robot, điều khiển động cơ băng tải và bộ truyền động trong thiết bị tự động. Khả năng dòng điện cao và các tính năng bảo vệ toàn diện của nó cho phép nó xử lý các thách thức khác nhau trong môi trường công nghiệp, chẳng hạn như thay đổi tải đột ngột và các hoạt động khởi động-dừng thường xuyên. Người dùng công nghiệp đặc biệt đánh giá cao khả năng điều khiển PWM của BTN9970LV, hỗ trợ tần số chuyển mạch lên đến 20kHz (có thể điều chỉnh theo yêu cầu của người dùng), cho phép điều khiển tốc độ động cơ chính xác.

Thiết bị gia dụng là một lĩnh vực ứng dụng quan trọng khác cho BTN9970LV. Các hệ thống truyền động động cơ trong hàng trắng như máy giặt, tủ lạnh và điều hòa không khí đều có thể hưởng lợi từ trình điều khiển cầu bán phần tích hợp cao này. Trong các ứng dụng thiết bị gia dụng, đặc tính dòng tĩnh thấp của BTN9970LV đặc biệt có giá trị, giúp sản phẩm đáp ứng các tiêu chuẩn hiệu quả năng lượng ngày càng khắt khe. Ngoài ra, kích thước gói nhỏ gọn của nó rất lý tưởng cho các thiết kế PCB thiết bị gia dụng bị hạn chế về không gian.